Mums dzīvības formās, kuru pamatā ir ogleklis, ogleklis ir diezgan svarīga Visuma ķīmiskā sastāva sastāvdaļa. Cik vēlāk? Pārsteidzošā atradumā zinātnieki oglekli ir atklājuši daudz agrāk Visuma vēsturē, nekā tika domāts iepriekš.
Ehimes universitātes un Kioto universitātes pētnieki ir ziņojuši par oglekļa emisijas līniju noteikšanu visattālākajā zināmajā radiogalaktikā. Pētījuma grupa izmantoja vāju objektu kameru un spektrogrāfu (FOCAS) Subaru teleskopā, lai novērotu radio galaktiku TN J0924-2201. Kad pētnieku grupa pētīja atklāto oglekļa līniju, viņi noteica, ka ievērojams oglekļa daudzums eksistē nepilnu miljardu gadu pēc Lielā sprādziena.
Kā šis atradums veicina mūsu izpratni par Visuma ķīmisko attīstību un dzīvības iespējām?
Lai saprastu mūsu Visuma ķīmisko attīstību, mēs varam sākt ar Lielo sprādzienu. Saskaņā ar Lielā sprādziena teoriju mūsu Visums izveidojās pirms apmēram 13,7 miljardiem gadu. Lielākoties pastāvēja tikai ūdeņradis un hēlijs (un litija lakats).
Tātad, kā mēs nonākam līdz tam, kas ir garām pirmajiem trim periodiskās tabulas elementiem?
Vienkārši sakot, mēs varam pateikties iepriekšējām zvaigžņu paaudzēm. Divas nukleozes sintēzes (elementu radīšanas) metodes Visumā ir saistītas ar kodolsintēzi zvaigžņu serdeņos un supernovām, kas iezīmēja daudzu zvaigžņu galu mūsu Visumā.
Laika gaitā, piedzimstot un mirstot vairākām zvaigžņu paaudzēm, mūsu Visums kļuva mazāk “slikts metālam” (Piezīme: daudzi astronomi atsaucas uz ūdeņradi un hēliju kā metāliem ”). Kad iepriekšējās zvaigžņu paaudzes izmira, tās “bagātināja” citus kosmosa apgabalus, ļaujot nākamajiem zvaigžņu veidošanās reģioniem radīt apstākļus, kas nepieciešami, lai veidotu objektus, kas nav zvaigžņu, piemēram, planētas, asteroīdi un komētas. Tiek uzskatīts, ka, izprotot to, kā Visums radīja smagākus elementus, pētniekiem būs labāka izpratne par to, kā Visums attīstījās, kā arī par mūsu oglekļa bāzes ķīmijas avotiem.
Tātad, kā astronomi pēta mūsu Visuma ķīmisko attīstību?
Izmērot astronomisko priekšmetu metaliskumu (elementu pārpilnība pie ūdeņraža uz periodiskās tabulas) dažādās sarkanās maiņās, pētnieki būtībā var atgriezties mūsu Visuma vēsturē. Pētot sarkanās galaktikas, tiek parādīti viļņu garumi, kas mūsu Visuma paplašināšanās dēļ ir izstiepti (un sarkani, tātad arī termins sarkanā nobīde). Galaktikas ar augstāku sarkanās nobīdes vērtību (pazīstamas kā “z”) atrodas attālāk laikā un telpā un sniedz pētniekiem informāciju par agrīnā Visuma metalitāti. Daudzas agrīnās galaktikas tiek pētītas elektromagnētiskā spektra radio daļā, kā arī infrasarkanās un vizuālās.
Pētnieku grupa no Kioto universitātes bija nolēmusi radio galaktikas metalitāti pētīt ar lielāku sarkano nobīdi nekā iepriekšējie pētījumi. Iepriekšējos pētījumos viņu atklājumi liecināja, ka galvenais paaugstinātās metalizācijas laikmets notika pie lielākiem sarkaniem nobīdēm, tādējādi norādot, ka Visums ir “bagātināts” daudz agrāk, nekā ticēts iepriekš. Balstoties uz iepriekšējiem atklājumiem, komanda pēc tam nolēma koncentrēt savus pētījumus uz galaktiku TN J0924-2201 - vistālāko radio galaktiku, kas zināma ar sarkano nobīdi z = 5,19.
Pētījuma grupa izmantoja FOCAS instrumentu Subaru teleskopā, lai iegūtu galaktikas TN J0924-2201 optisko spektru. Pētot TN J0924-2201, komanda pirmo reizi atklāja oglekļa emisijas līniju (skatīt iepriekš). Balstoties uz oglekļa izmešu līnijas noteikšanu, komanda atklāja, ka TN J0924-2201 jau ir piedzīvojusi ievērojamu ķīmisko evolūciju pie z> 5, tādējādi metālu pārpilnība senajā Visumā bija sastopama jau 12,5 miljardus gadu atpakaļ.
Ja vēlaties izlasīt komandas atklājumus, varat piekļūt rakstam Ķīmiskās īpašības vistālākajā radio galaktikā - Matsuoka, et al vietnē: http://arxiv.org/abs/1107.5116
Avots: NAOJ paziņojums presei
